Перетворювач лінійних переміщень штока пневмоциліндра в цифровий код

Реферат: Перетворювач лінійних переміщень штока пневмоциліндра в цифровий код містить циліндр, поршень, шток, захисний кожух, фланець, рознімну шайбу, яку змонтовано на ущільнюючій стінці циліндра, кодову маску на поверхні штока, що виконана у вигляді світловідбиваючих і світлопоглинаючих ділянок, освітлювачі і фотоприймачі, які розташовані напроти маски під рівними кутами. По два напроти ділянок маски розміщено 2(n-1) датчиків, кожний з яких містить освітлювач і фотоприймач, що відповідають старшим розрядам, із зміщенням від лінії 360  q k 2 2 , де k - номер розряду (k=2, 3, 4,…); q  ; n 2 2n кількість розрядів кодової маски. Виходи всіх фотоприймачів підключені до блока зчитування інформації. зчитування коду на відстані lk   UA 116559 U (54) ПЕРЕТВОРЮВАЧ ЛІНІЙНИХ ПЕРЕМІЩЕНЬ ШТОКА ПНЕВМОЦИЛІНДРА В ЦИФРОВИЙ КОД UA 116559 U UA 116559 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до пристроїв контролю положення механізмів і може знайти застосовування в системах автоматичного цифрового управління станками, маніпуляторами, транспортними системами і другими пристроями, де необхідний цифровий зворотній зв'язок по положенню штока гідро- або пневмоциліндра. Відомий аналого-цифровий перетворювач переміщення в код, що містить прозору рейку з кодовою маскою, яка зв'язана з контрольованим вузлом механізму, освітлювачі, фотоприймачі, що розміщені один проти одного і мають захисний корпус перетворювача (Б.В. Анисимов и др. Преобразователи информации для ЭВМ. - М., 1968. - С. 64-66). Недоліками цього перетворювача є складність конструкції, зниження надійності, зростання масогабаритних характеристик, що обумовлено наявністю рейки з кодовою маскою і захисного корпусу. Найбільш близьким до запропонованого є перетворювач лінійних переміщень штока пневмоциліндра в цифровий код, що містить кодову маску, яка виконана на поверхні штока у вигляді світловідбиваючих і світлопоглинаючих ділянок, і освітлювачі та фотоприймачі, що розміщені напроти маски під рівними кутами (патент РФ № 2457433, МПК G01В 11/00, опубл. 27.07.2012, Бюл. № 21). Недоліком перетворювача є можливість виникнення неоднозначності зчитування інформації, так як кодова маска виконана у двійковому коді, тобто можлива суттєва похибка при вимірюванні лінійного переміщення штока пневмоциліндра. В основу корисної моделі поставлена задача значно зменшити неоднозначність зчитування інформації за рахунок виконання кодової маски у V-коді, що досягається введенням додаткових елементів і зв'язків між ними. Поставлена задача вирішується тим, що у перетворювачі лінійних переміщень штока пневмоциліндра в цифровий код, що містить циліндр, поршень, шток, захисний кожух, фланець, роз'ємну шайбу, яку змонтовано на ущільнюючій стінці циліндра, кодову маску на поверхні штока, що виконана у вигляді світловідбиваючих і світлопоглинаючих ділянок, освітлювачі і фотоприймачі, які розташовані напроти маски під рівними кутами, згідно з корисною моделлю, 2(n-1) датчиків, кожний з яких містить освітлювач і фотоприймач, розміщені по два напроти ділянок маски, що відповідають старшим розрядам, із зміщенням від лінії зчитування коду на  відстані lk   q 2k  2 , де k - номер розряду (k=2,3,4,…); q  360 ; n - кількість розрядів кодової 2 2n маски, а виходи всіх фотоприймачів підключені до блока зчитування інформації. Застосовування додаткових елементів (освітлювачів, фотоприймачів і блока зчитування інформації) і зв'язків між ними дозволяє значно зменшити неоднозначність зчитування інформації, а відповідно і похибку вимірювання. На фіг. 1 зображено пристрій для контролю положення штока пневмоциліндра; на фіг. 2 схему розміщення датчиків (освітлювачі та фотоприймачі) напроти кодової маски (n=4) і їх підключення до блока зчитування інформації; на фіг. 3 - схему розміщення у датчику фотоприймача і освітлювача. Перетворювач лінійних переміщень штока пневмоциліндра має у своєму складі циліндр 1, в середині якого змонтовано поршень 2, що закріплений на штоку 3, захисний кожух 4, змонтований на фланці 5, до якого прикріплений торець штока 3. Шток 3 встановлено в ущільнюючій стінці 6 циліндра 1, на якій змонтовано роз'ємну шайбу 7, що охоплює шток 3 (див. фіг. 1). На зовнішній боковій поверхні штока 3 виконана система світловідбиваючих 8 і світлопоглинаючих 9 ділянок, розміри й розміщення яких відповідають кодовій масці у двійковому коді (див. фіг. 2). У шайбі 7 вмонтовані освітлювачі 10 і фотоприймачі 11, лінії подачі і прийому світла яких розміщені під рівними кутами а і р відносно робочих осей 12. Напроти колонки ділянок першого розряду розміщений по лінії зчитування коду один датчик (освітлювач 10 і фотоприймач 11) (див. фіг. 2 і фіг. 3), 2(n-1) датчиків (освітлювачі 10 і фотоприймачі 11) розміщені по два напроти ділянок маски, що відповідають колонкам старших розрядів, із зміщенням від лінії зчитування коду на відстані lk   q 2k  2 , де k - номер розряду 2  (k=2,3,4,…); q  360 ; n - кількість розрядів кодової маски. Виходи всіх фотоприймачів 11 2n підключені до блока зчитування інформації 13. Кількість освітлювачів і фотоприймачів у пристрої визначається необхідною точністю контролю і залежить від числа розрядів кодової маски. Кожному положенню штока (в межах точності кодової маски) відповідає двійковий код сигналів, що зчитуються з фотоприймачів 11. 1 UA 116559 U 5 10 Перетворювач лінійних переміщень працює наступним чином. При освітленні освітлювачем 10 світловідбиваючої ділянки 8 відповідний йому фотоприймач 11 видає сигнал засвітки (логічна "1"), рівень якого змінюється на порогову величину (логічний "0") при переході до засвітки світло поглинаючої ділянки 9. Зчитування інформації з кодової маски виконується блоком 13 з датчика першого розряду по наступному алгоритму: якщо в попередньому (молодшому) розряді код "0", то в наступному за ним старшому розряді зчитування ведеться з датчика групи А, якщо код "1", тоді - з датчика групи В. Отже, неоднозначність зчитування інформації може з'явитися тільки в першому розряді. Таким чином, запропонований перетворювач лінійних переміщень штока пневмоциліндра в цифровий код дозволяє підвищити точність вимірювання переміщення, так як неоднозначність зчитування інформації може виникнути тільки в першому розряді. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Перетворювач лінійних переміщень штока пневмоциліндра в цифровий код, що містить циліндр, поршень, шток, захисний кожух, фланець, рознімну шайбу, яку змонтовано на ущільнюючій стінці циліндра, кодову маску на поверхні штока, що виконана у вигляді світловідбиваючих і світлопоглинаючих ділянок, освітлювачі і фотоприймачі, які розташовані напроти маски під рівними кутами, який відрізняється тим, що 2(n-1) датчиків, кожний з яких містить освітлювач і фотоприймач, розміщені по два напроти ділянок маски, що відповідають старшим розрядам, із q зміщенням від лінії зчитування коду на відстані lk   2k  2 , де k - номер розряду (k=2, 3, 2 4,…); q  25 360  ; n - кількість розрядів кодової маски, причому виходи всіх фотоприймачів 2n підключені до блока зчитування інформації. 2 UA 116559 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3